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科学家成功合成铹的第14个同位素******
超镄新核素铹-251不仅是近20年来科研人员首次直接合成的铹的新同位素，也是迄今为止合成的中子数N为148的最重同中子异位素。铹-251具有α衰变性，可以发射出两个不同能量的α粒子。
超重元素的合成及其结构研究是当前原子核物理研究的一个重要前沿领域。铹是可供合成并进行研究的一种超镄元素，引起了人们极大的兴趣。
近日，科研人员利用美国阿贡国家实验室充气谱仪（AGFA）成功合成了超镄新核素铹-251。相关成果发表于核物理学领域期刊《物理评论C》。
此次合成铹的新同位素，运用了什么技术方法？合成得到的铹-251，具有什么基本特征？合成的铹-251对于物理、化学等学科的研究来说具有什么意义？针对上述问题，记者采访了这一工作的主要完成人之一，中国科学院近代物理研究所副研究员黄天衡。
不断进行探索，再次合成铹同位素
铹的化学符号为Lr，原子序数为103，是第11个超铀元素，也是最后一个锕系元素。“一般来说，原子序数大于铹的元素被称为超重元素。”黄天衡介绍。
质子数相同而中子数不同的同一元素的不同核素互称为同位素。同一种元素的同位素在化学元素周期表中占有同一个位置，同位素这个名词也因此而得名。
103号元素由阿伯特·吉奥索等科研人员于1961年首次合成。为纪念著名物理学家欧内斯特·劳伦斯，103号元素被命名为铹。锕系元素是元素周期表ⅢB族中原子序数为89—103的15种化学元素的统称，其中，铹元素在锕系元素中排名最后。
截至目前，科研人员们共合成了铹的14个同位素，质量数分别为251—262、264、266。目前合成的铹的14个同位素中，铹-251至铹-262是在实验中通过熔合反应直接合成的，铹-264和铹-266则是将原子序数更高的核素通过衰变生成的。
目前，铹的化学研究中最常使用的同位素是铹-256和铹-260。科研人员通过化学实验证实铹为镥的较重同系物，具有+3氧化态，可以被归类为元素周期表第七周期中的首个过渡金属元素。由于铹的电子组态与镥并不相同，铹在元素周期表中的位置可能比预期的更具有波动性。在核结构研究方面，受限于合成截面等原因，目前的研究仅集中在铹-255上。然而即使是铹-255，其结构能级的指认目前也还存有争议。
通过熔合反应，形成新的原子核
铹和其他原子序数大于100的超镄元素一样，无法通过中子捕获生成。目前铹只能在重离子加速器中通过熔合反应合成。由于原子核都具有正电荷而会相互排斥，因此，只有当两个原子核的距离足够近的时候，强核力才能克服上述排斥并发生熔合。粒子束需要通过重离子加速器进行加速。在轰击作为靶的原子核时，粒子束的速度必须足够大，以克服原子核之间的排斥力。
“仅仅靠得足够近，还不足以使两个原子核发生熔合。两个原子核更可能会在极短的时间内发生裂变，而非形成单独的原子核。”黄天衡介绍，如果这两个原子核在相互靠近的时候没有发生裂变，而是熔合形成了一个新的原子核，此时新产生的原子核就会处于非常不稳定的激发态。为了达到更稳定的状态，新产生的原子核可能会直接裂变，或放出一些带有激发能量的粒子，从而产生稳定的原子核。
在此次实验中，科研人员利用美国阿贡国家实验室ATLAS直线加速器提供的钛-50束流轰击铊-203靶，通过熔合反应合成了目标核铹-251。这个新的原子核产生后，会和其他反应产物一起被传输到充气谱仪（AGFA）中。在充气谱仪（AGFA）中，铹-251会被电磁分离出来，并注入到半导体探测器中。探测器会对这个新原子核注入的位置、能量和时间进行标记。
“如果这个原子核接下来又发生了一系列衰变，这些衰变的位置、能量和时间将再次被记录下来，直至产生了一个已知的原子核。该原子核可以由其所发生的衰变的特定特征来识别。”黄天衡说。根据这个已知的原子核以及之前所经历的系列连续衰变的过程，科研人员可以鉴别注入探测器的原始产物是什么。
超镄新核素铹-251不仅是近20年来科研人员首次直接合成的铹的新同位素，也是迄今为止合成的中子数N为148的最重同中子异位素（具有相同中子数的核素），还是利用充气谱仪（AGFA）合成的首个新核素。目前的实验结果表明，铹-251具有α衰变性，可以发射出两个不同能量的α粒子。
拓展新的领域，推动超重核理论研究
由于形变，若干决定超重核稳定岛位置的关键轨道能级会降低到质子数Z约等于100、中子数N约等于152核区的费米面附近。对于这一核区的谱学研究可以对现有描述稳定岛的各个理论模型进行严格检验,从而进一步了解超重核稳定岛的相关性质。由于上述原因，对于这一核区的谱学研究是当下探索超重核结构性质的热点课题。
此前的理论模型均无法准确地描述这一核区铹的质子能级演化，相关的实验数据十分有限。“本次实验的初衷为把铹的结构研究进一步拓展到丰质子区，尝试开展系统性的研究。”黄天衡表示。
研究结果表明，形成超重核稳定岛的关键质子能级在铹的丰质子同位素中存在能级反转现象。此外，研究人员还通过推转壳模型下粒子数守恒方法（PNC-CSM）较好地描述了这一现象，并指出了ε_6形变在这一核区的质子能级演化中起到的重要作用。
“此次研究指出了ε_6形变在铹的丰质子核区的质子能级演化中起到的重要的作用，对现有的理论研究提出了新的挑战，将推动超重核领域相关理论研究的发展。”黄天衡说。（记者颉满斌）
天气对春运回乡有哪些影响？国家气候中心回应******
中新网1月9日电 国家气候中心副主任方翔9日表示，今年春运的开始阶段恰逢三九、四九，这段时间在民间又往往被认为是一年当中最寒冷的阶段。预计2023年春运期间(1月7日至2月15日)我国北方大部及华南等地气温较常年同期偏低、全国降水整体偏少，东北等地偏多。
资料图：1月7日，山西省太原市，民众在太原站候车大厅排队检票乘车。当日，2023年春运正式拉开帷幕。 中新社记者 韦亮 摄中国气象局9日召开新闻发布会。会上有记者提问：2023年春运开始了，请问天气对于春运回乡会有怎样的影响？那些地区哪些时段需重点注意？
方翔指出，2023年春运从1月7日开始，2月15日结束，共计40天。今年春运的开始阶段恰逢三九、四九，这段时间在民间又往往被认为是一年当中最寒冷的阶段。预计2023年春运期间(1月7日至2月15日)我国北方大部及华南等地气温较常年同期偏低、全国降水整体偏少，东北等地偏多。
根据预报，1月9-20日，我国中东部大部地区气温将先升后降，气温起伏明显。12日前，中东部大部地区气温显著回升，华北及南方大部地区气温将偏高6℃以上，部分地区的日最高气温将可能达到或突破1月中旬日最高气温记录；之后，受11-15日强冷空气影响，我国大部地区气温将由前期偏高转为偏低1～2℃，部分地区偏低3～4℃，并有大范围的雨雪和大风降温天气。16-20日，无明显强冷空气影响我国，中东部地区降水趋于减弱结束，气温将逐步回升，预计18-20日中东部大部地区气温将回升至常年同期或略偏高。
要重点关注的是：1月11-15日强冷空气将自西向东、自北向南影响我国大部地区，并将带来大范围的雨雪和大风降温天气。
这次强冷气影响具有降温幅度大、雨雪范围广和降水相态复杂等特点，并且长江中下游北地区将有4～5级、阵风6～8级偏北风，我国大部海域也将有6～8级，阵风9～10级大风。
降温幅度大：11-12日，新疆、甘肃、青海降温幅度可达6～12℃，新疆北部降温超过14℃；12日夜间至15日，中东部大部地区将出现6～12℃降温，内蒙古、东北地区、江淮、江南等地降温12～16℃，局地超过18℃。
雨雪范围广和降水相态复杂：11-12日，新疆大部有小到中雪，沿天山地区有大到暴雪，新增积雪1～3cm，部分地区5～8cm，局地可达10cm；11-15日，江淮南部、江南、华南等地有小到中雨，部分地区大雨，局地暴雨；陕西、华北、东北地区、西南地区东部、黄淮、江淮北部、江汉等地有小到中雨转小到中雪或雨夹雪，部分地区大雪，局地暴雪。
春运返乡及出行需注意：一是各地出行人员需做好防寒保暖工作；二是新疆、内蒙古、东北地区以及陕西、山西、河北等地将有降雪或雨夹雪，以及有强冷空气影响，出行需防范降雪、降温、道路湿滑和大风天气的不利影响；三是黄淮、西南地区东部以及长江中下游等地要防范雨转雨夹雪、低能见度和道路湿滑的不利影响，特别是在高海拔地区或山区驾车出行人员要注意防范雨雪冰冻和道路湿滑的不利影响；四是在江河湖面及沿海活动的朋友需注意大风天气的不利影响。
“预计，春节假日期间，还将有一次冷空气过程影响我国，但总体路径偏东。有关春节期间的具体天气预报，春节前中央气象台将举行专题天气会商，届时请大家及时关注。”方翔说。
此外，预计2月上半月，华中和西南地区东部气温偏低，需防范阶段性低温雨雪天气对春运造成的不利影响。
在冷空气间歇期，大气扩散条件差，京津冀、长三角等地需注意雾和霾等低能见度天气过程对陆路、航空、水路运输安全带来的不利影响。
“最后，针对影响春运的暴雪、寒潮大风、低温冰冻、大雾等灾害性天气，中央气象台将及时发布预报预警信息，也建议各位朋友出行时请及时收听收看当地的天气预报信息，防范不利天气的影响。总之，让我们共同努力做好今年春运期间的出行安全保障工作。”方翔表示。
（文图：赵筱尘 巫邓炎） [责编：天天中] 阅读剩余全文（）  视觉焦点
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